بررسی ارتباط شاخص های بافتی با ویژگی های مقاومتی و دوام سنگ دانه های بالاست آذرین

نویسندگان

1 گروه زمین شناسی، دانشگاه یزد

2 گروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز

3 استادیار ، گروه زمین شناسی، دانشگاه یزد

4 گروه زمین شناسی، دانشگاه یزد، یزد

چکیده

دوام سایشی و شیمیایی سنگ‌دانه‌های بالاست از ویژگی‌های اساسی محسوب می‌شوند که بر عملکرد سازه‌هایی نظیر ریل راه آهن موثر هستند. شاخص‌های سایش لس‌آنجلس و افت وزنی محلول سولفات منیزیم از جمله مهمترین پارامترهای سنگ هستند که به طور معمول در طراحی‌های مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پارامتر‌ها تا حد زیادی تحت تاثیر ویژگی‌های بافتی سنگ‌ها می‌باشند. در این پژوهش، هفت نوع سنگ آذرین بیرونی به منظور ارزیابی ارتباط شاخص‌های بافتی با ویژگی‌های کانی‌شناسی، فیزیکی و مکانیکی، مورد بررسی قرار گرفتند. ویژگی‌های مهندسی شامل وزن واحد حجم، تخلخل، مقاومت بار نقطه‌ای، شاخص سایش لس‌آنجلس و افت وزنی سولفات منیزیم در آزمایشگاه برای نمونه‌ها اندازه‌گیری شد. همچنین تصاویر مقطع نازک نمونه‌ها در نرم‌افزار‌های آنالیز تصویر ImageJ و JMicroVision مورد بررسی قرار گرفتند. شاخص‌های بافتی (ضریب بافتی، شاخص کشیدگی، شاخص مدور بودن، شاخص جامد شدگی و شاخص قطر فِرِت) براساس آنالیز تصویر انجام شده برای همه نمونه‌ها محاسبه گردیدند. در نهایت، روابط بین این شاخص-ها و ویژگی‌های کانی‌شناسی و فیزیکی-مکانیکی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که کانی‌های غیر هم بعد مانند فلدسپار و کانی‌های مافیک (آمفیبول، پیروکسن و بیوتیت) ارتباط نسبتاً معناداری با شاخص کشیدگی دارند. همچنین روابط خطی بسیار قوی بین شاخص سایش لس‌آنجلس (90/0 R2 =) و افت وزنی سولفات منیزیم (88/0 R2 =) با ضریب بافتی مشاهده شد. در نهایت براساس نتایج بدست آمده مشخص گردید که شاخص‌های بافتی نظیر ضریب بافتی می‌توانند در تخمین ویژگی‌های دوام سنگ‌دانه‌ها با قابلیت اطمینان زیادی مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the relationship between textural indices with the strength and durability properties of igneous ballast aggregates

نویسندگان [English]

  • Mehdi Torabi-Kaveh 1
  • Mirmohammad Miri 2
  • Mahnaz Khodami 3
  • Faridon Haidary 4
1 Department of Geology,Yazd University, Yazd,, Iran
2 Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Assistant Professor, Department of Geology, Yazd University, Yazd, Iran
4 Master's degree, Department of Geology, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

Abrasion and chemical durability of ballast aggregates are considered to be essential characteristics that affect the performance of structures such as railway. Los Angeles abrasion index and weight loss in magnesium sulfate solution are among the most important parameters of rocks that are usually used in engineering designs. These parameters are largely influenced by the texture characteristics of rocks. In this research, seven types of extrusive igneous rocks were investigated in order to evaluate the correlation of textural indices with mineralogical, physical and mechanical characteristics. Engineering characteristics including density, porosity, point load strength, Los Angeles abrasion index and weight loss of magnesium sulfate were measured in the laboratory for the samples. Also, the thin section photographs of the samples were analyzed in ImageJ and JMicroVision image analyzer softwares. Textural indices (texture coefficient, elongation index, circularity index, solidity index and ferret diameter index) were calculated based on the image analysis for all the samples. Finally, the relationships between these indices with mineralogical and physical-mechanical characteristics of the rocks were evaluated. The results showed that non-dimensional minerals such as feldspar and mafic minerals (amphibole, pyroxene and biotite) have a relatively significant relationship with elongation index. Also, very strong linear relationships were observed between Los Angeles abrasion index (R2 = 0.90) and weight loss of magnesium sulfate (R2 = 0.877) with texture coefficient. Finally, based on the results, it is inferred that textural indices such as textural coefficient can be used in estimating the durability characteristics of aggregates with high reliability.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mechanical characteristics
  • mineralogy
  • textural indices
  • igneous rock ballast